Спосіб роботи абсорбційного холодильника

Спосіб роботи абсорбційного холодильнику, який має подачу теплового навантаження щодо реалізації циклу абсорбційно-дифузійної холодильної машини, який відрізняється тим, що в якості джерела теплового навантаження використовують гарячий потік продуктів згоряння газогенерагазогенератора - генераторний газ. (19) (21) u200601031 (22) 03.02.2006 (24) 15.11.2006 (46) 15.11.2006, Бюл. № 11, 2006 р. (72) Патюков Сергій Дмитрович, Тітлов Олександр Сергійович (73) ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ 3 18248 4 компрессионной бытовой холодильной техники го згоряння і пірогенетичного розкладання палива //Холодильная техника и технология. -1997.-№57.(чадний газ, водень, метан, вуглець). У генераторС.39-41], ні гази переходить також азот повітря. Недолік - залежність роботи холодильника від У сільській місцевості, як правило, мається веджерел природного газу, тобто неможливість ролика кількість відходів деревини у вигляді тирси, боти в транспортних умовах. тріски, кори, гілок, шматків дерева, побутового Відомий спосіб роботи абсорбційного холодисміття і т.п. У цілому, ці відходи є коштовною енерльника [Лубенец В.В. Бытовой абсорбционный гетичною сировиною і можуть бути перероблені в холодильник с дополнительным пропановым хогазогенераторних установках у теплову енергію лодильным агрегатом // Холодильная техника. методом піролізного генерування газу [Михеев 2000. - №12. - С. 18-19. - прототип] має подачу В.П. Газовое топливо и его сжигание.- Л.: Госэнертеплового навантаження щодо реалізації циклу гоиздат, 1966]. абсорбційно-дифузійної холодильної машини, при Традиційні котли, призначені для спалювання цьому в якості джерела теплового навантаження перерахованих вище відходів, характеризуються використовується гарячий потік продуктів згоряння низькою енергетичною ефективністю (40...50%) і скрапленого газу. збільшеною емісією чадного газу і сажі. ГазогенеПереваги такого способу роботи абсорбційноратор має енергетичну ефективність близько 90%. го холодильника зв'язано з автономністю роботи, у Газ, отриманий у газогенераторі, пересилається в тому числі і у транспортних умовах. камеру згоряння і там спалюється до безпечних Недолік - висока експлуатаційна вартість, що для навколишнього середовища газів: вуглекислозв'язано з високою вартістю скрапленого газу, а го газу, азоту, водяної пари. Температура процесу отже - вузька область застосування. генерування газу знаходиться в границях від 200 В основу корисної моделі поставлене завдандо 850°С. У цих умовах з 1 тонни сухого дерева ня створення способу роботи абсорбційного холовиробляється 2000м3 пального газу. Енергетична дильника, широка область застосування якого цінність 1000м3 газу - близько 1,4МВт. досягається шляхом використання джерела з поУ газогенераторі можна використовувати низьновлюваною тепловою енергією - газогенератора. кокалорійні сорти деревини та її відходів з велиТехнічний результат, що досягається у кориским вмістом вологи (до 50%). Висока енергетична ної моделі, зв'язаний з можливістю роботи абсорефективність газогенератора приводить до того, бційного холодильника в умовах відсутності стабіщо, незважаючи на більш низьку енергетичну цінльного електропостачання і магістральних ність деревних відходів у порівнянні з вугіллям, в трубопроводів із природним газом при мінімальних остаточному підсумку 1кг деревних відходів, які експлуатаційних витратах. використано для генерування газу, заміняють спаПоставлене завдання вирішується за рахунок лювання 1кг кам'яного вугілля в класичному котлі. того, що як джерело теплового навантаження виВ усіх відомих технічних рішеннях [Михайлов користовують гарячий потік продуктів згоряння Α.Η. С газом, без газа // Двигатель (Российская газогенератора - генераторний газ. Федерация). - 2005. - №4(40). - С.36] газогенераПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю тори використовуються для опалення, обігріву, суттєвих ознак корисної моделі, який заявляється, для роботи транспортного засобу, тому відмінною і технічним результатом, який досягається, полярисою винаходу, що заявляється, є пропозиція гає в наступному. щодо використання газогенераторних установок Ознака "що як джерело теплового навантадля роботи малих машин, які використовують тепження використовують гарячий потік продуктів ло, зокрема АДХМ. згоряння газогенератора - генераторний газ" вкаСуть корисної моделі ілюструється креслензує на шлях, яким саме образом можна розширити нями. область використання абсорбційних холодильниНа фігурі 1 показано загальний вигляд абсорків при мінімальних експлуатаційних витратах - за бційного холодильника з газогенератором, в якому рахунок застосування в якості джерела теплової реалізується запропонований спосіб роботи. енергії газогенераторних установок. На фігурі 2 показана схема роботи газогенераГазогенератор - апарат для термічної переротора. бки твердих і рідких палив у пальні гази. Таку пеНа фігурі 3 показана схема роботі АДХМ. реробку здійснюють в присутності повітря, вільноАбсорбційний холодильник містить теплоізого чи зв'язаного кисню (водяної пари) льовану холодильну камеру 1 із дверима 8. Поза[Теплотехнический справочник /Под ред. С.Г. Геду камери 1 встановлена АДХМ 2. АДХМ 2 зв'язарасимова. - М.-Л. : Госэнергоиздат, 1957.- Т.2. на з газогенератором 3 через магістраль С.279-283]. Гази, які одержують у газогенераторі, генераторного газу 6 і вивідний патрубок 5. Відвід називають генераторними. Горіння твердого паливідпрацьованого генераторного газу здійснюється ва в газогенераторі на відміну від будь-якої топки за допомогою вентиляційного каналу 7. здійснюється у великому шарі і характеризується Газогенератор 3 являє собою шахту, внутрішні надходженням кількості повітря, недостатньої для стінки якої викладені вогнетривким матеріалом. повного спалювання палива (наприклад, при робоЗверху цієї шахти через завантажувальний приті на пароповітряному дутті в газогенератор подастрій 4 подається паливо, а знизу подається потік повітря 9. Шар палива підтримується колосникоється 33 35% повітря від теоретично необхідновими ґратами 10. У самій нижній частині газогенего). Гази, що утворяться в газогенераторі, містять ратора на колосникових ґратах розташована зона продукти повного згоряння палива (вуглекислий золи і шлаку, вище - зона горіння або зона окисгаз, вода) і продукти їхнього відновлення, неповно 5 18248 6 лювання 11, зона газифікації 12 і зона розкладанПісля випаровування міцний водоаміачний розчин ня палива 13. У самій верхній частині розташована втрачає аміак і стає слабким розчином. Парові зона сушіння палива теплом газів і випарів, що пробки, що утворюються, проштовхують частинки піднімаються 14. рідкого слабкого розчину у верхню частину генеАДХМ містить у собі генераторний вузол 16, ратора 16. У динамічній рівновазі по висоті генеразакритий теплоізоляційним кожухом 15. У нижній тора 16 встановлюється двофазний режим течії. У частині генераторного вузла 16 приварено жароверхній частині генератора 16 відбувається роздівий стакан 17, зв'язаний своєю нижньою частиною лення парової і рідкої частини двофазного потоку. з магістраллю генераторного газу 6, а верхньої - з Пари надходять до конденсатору 8, а слабкий ровентиляційним каналом 7. У верхній частині АДХМ зчин через рідинний теплообмінник 24 - до верхрозміщений повітряний конденсатор 18, який має ньої частини абсорберу 22 на рівень 2. зовнішнє оребрення. Конденсатор 18 розташоваУ рідинному теплообміннику 24 відбувається ний з невеликим ухилом до горизонталі для стоку охолоджування потоку слабкого водоаміачного рідкого холодильного агента і зв'язаний із трьохпорозчину з одночасним підігріванням міцного перед тічним випарником 19. Інші два канали випарника входом до генераторного вузла 16. 19, зв'язують його з ресивером рідкого робочого У конденсаторі 18 пари аміаку зріджуються з тіла 23 і верхньою частиною абсорбера 22, відповідведенням тепла до навколишнього середовивідно канали 20 і 21. Нижня частина ресивера 23 ща. Рідкий аміак стікає на вхід випарнику 19. На через рідинний теплообмінник типу "труба в трубі" своєму шляху руху потоки рідкого аміаку взаємо24 сполучена з генератором 16 по каналу міцного діють у тепловому відношенні з холодними поторозчину (внутрішня труба). Міжтрубний простір ками парогазової суміші 20, які поступають у ресирідинного теплообмінника 24 сполучений магіствер 23, а також із випарником 19. При такій ралью слабкого розчину з верхньої частиной відвзаємодії відбувається відведення тепла від рідкоповідних абсорберу 22. Рівень слабкого розчину го аміаку і на вхід випарнику 19 він поступає в пена вході в абсорбер 2, а міцного в ресивері 23 реохолодженому стані. У випарнику 19 рідкий аміак випаровується в 1. середовище інертного газу - водню при низькому Повітря, яке подають до газогенератору, спопарціальному тиску і, відповідно, при низькій темчатку проходить через зону золи і шлаку на колоспературі. Випаровування відбувається в процесі никових гратах 10, де підігрівається до 300...500°С, гравітаційного стікання потоків рідкого аміаку у а далі надходить до розпеченого шару палива випарнику 19. Насичена парами аміаку холодна (окисна зона, чи зона горіння 11), де кисень дуття парогазова суміш має більшу густину, ніж суміш, вступає в реакцію з елементами палива. Темперащо знаходиться в ресивері 23 і абсорберах 14. У тура в зоні 11 складає від 1200 до 1500°С. Продукрезультаті цього густіша суміш опускається до ти згоряння, що утворилися, піднімаються догори нижньої частини абсорберу 22 і ресиверу 23, а її по газогенератору 3 і зустрічаються з розпеченим місце у випарнику займає ненасичена парами аміпаливом (зона газифікації 12), відновлюються до аку суміш. Таким чином організовується циркуляокису вуглецю і водню. При подальшому русі нагоційний контур між випарником 19 і абсорбером 22. ру сильно нагрітих продуктів відновлення Очищення парогазової суміші від парів аміаку (800...1000°С) відбувається термічне розкладання здійснюється в процесі абсорбції при гравітаційпалива (зона розкладання палива 13) і продукти ному стіканні переохолодженого слабкого водоавідновлення збагачуються продуктами розкладанміачного розчину з верхньої частини абсорберів 22 ня (газами, смолами і водяною парою). У результаті розкладання палива спочатку утворюється у ресивер 23 (з рівня 2 - на рівень 1). Абсорбція напівкокс, а потім і кокс, на поверхні яких під час відбувається в режимі протитечійного стікання їхнього опусканні униз відбувається відновлення потоків слабкого розчину і парогазової суміші. Тепродуктів згоряння (зона 12). При опусканні ще плота абсорбції відводиться до навколишнього нижче відбувається горіння коксу (зона 11). У версередовища. Внаслідок проведення процесу очихній частині 14 газогенератора 3 відбувається сущення у верхній частині абсорберу 22 тече висхідшіння палива теплом газів і випарів, що підніманий потік очищеної від парів аміаку парогазової ються. суміші, а з нижньої частини абсорберу 22 у ресиГенераторний газ з температурою 400...500°С вер 23 стікає міцний водоаміачний розчин. через патрубок 5 і магістраль 6 надходить до зони З нижньої частини ресивера 23 міцний водоатеплового навантаження 17 АДХМ, а далі - по венміачний розчин через рідинний теплообмінник 24 тиляційному каналу 7 відводиться до навколишпоступає на вхід генератора 16. Потім цикл повтонього середовища. рюється. Працює абсорбційний холодильник з АДХМ Техніко-економічний ефект від використаким чином. тання конструкції АДХМ, яка пропонується, поляРозглянемо приклад роботи АДХМ з традиційгає в тому, що на базі вузлів, які серійно випусканим водоаміачним розчином і воднем [Бабакин ються на Васильківському заводі холодильників B.C., Выгодин Β.Α. Бытовые холодильники и моро(Україна, Київська область), можна виготовити зильники. (Справочник)./3-е изд., испр. и доп.- Ряновий абсорбційний холодильник, що буде працюзань, "Узоречье", 2005. - 860 с.]. вати з генераторним газом як джерелом теплового При надходженні до зони теплового навантанавантаження. Це особливо важливо для жителів ження потоку гарячого генераторного газу кипить районів з неякісною подачею електроенергії або в міцний водоаміачний розчин, що знаходиться в районах з відсутністю електрики. Максимальний економічний ефект буде досягнижній частині генераторного вузла 16 на рівні 1. 7 18248 8 нутий при використанні в якості холодильних казано зі ставковим і річковим рибництвом. Великою мер наявних господарських будівель (підвалів, проблемою в рибницьких господарствах є зберельохів, сараїв, комор і т. ін.) після відповідної тепження великих порід риб (білого амура, коропа, логідроізоляції огороджень. Найбільш перспективтовстолобика) перед спуском ставків на зиму. Пеними можуть стати підземні спорудження (льохи, ресувні платформи або причепи можуть бути обпідвали), що характеризують мінімумом теплоприладнані абсорбційними холодильниками з газогетоков у теплий час року і високою тепловою інернераторними пристроями і вирішувати задачі ційністю [Деклараційний патент на винахід первинної холодильної обробки безпосередньо в №59825А України, МКИ F25 В 13/00; Холодильна місцях лову з наступною доставкою охолодженої камера// О.С. Тітлов, О.Б. Василів, М.Д. Захаров, продукції в місця стаціонарного збереження [ДеP.M. Проць (Україна).-№20021210411; Заявл. клараційний патент №56791А України, МКИ F25 23.12.2002; Опубл. 15.09.2003, Бюл. №9]. НайВ1/00, F25 В15/10; Транспортна холодильна устабільш економічно ефективним у такій конструкції є новка// О.С.Тітлов, О.Б.Василів, M.I. Бабков, Г.С. варіант із центральним газогенераторним приПаламарчук (Україна). -№2002097485; Заявл. строєм, з наступною роздачею генераторного газу 17.09.2002; Опубл. 15.05.2003, Бюл. №5]. Слід по спеціальних теплоізольованих магістралях. зазначити і досвід практичного використання в Абсорбційний холодильник з газогенератором СРСР у 1930-1940 роках газогенераторних устаможе бути використаний і як транспортний холоновок у якості основного і допоміжного джерела дильник, що особливо актуально для сільської палива двигунів легкових і вантажних автомобілів. місцевості, наприклад для первинної холодильної Усі вищевказані заходи дозволять вирішити обробки фруктів (полуниці, винограду і т.д.) безпозадачу корисної моделі - розширити область засередньо в місцях збору. стосування холодильних апаратів абсорбційного Одне з практичних застосувань розробок абтипу. сорбційного холодильника з газогенератором зв'я 9 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 18248 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601